CN101250816A - 冷转移印花用螯合吸附剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷转移印花用螯合吸附剂，其包含：5－9wt％的聚半乳甘露聚糖；2－5wt％的季铵化合物；和86－93wt％的去离子水，其中wt％基于该螯合吸附剂的总重量计。还公开了包含所述螯合吸附剂的前处理液。通过使用本发明的前处理液，可以显著改善冷转移印花的转印率和得色率，同时提高冷转移印花的产品质量和固色率。

Description

冷转移印花用螯合吸附剂及其使用方法

技术领域

本发明涉及纺织领域的印染业，具体而言，涉及一种用于冷转移印花的螯合吸附剂及其使用方法。当织物经过包含所述螯合吸附剂为主要成分的前处理剂处理后，可以显著改善冷转移印花的转印率和得色率，同时提高冷转移印花的产品质量和固色率。

背景技术

转移印花技术日益成为工业和日用装饰品和纺织品印花加工中采用的重要方法。在转移印花中，首先将合适的染料在纸基上印刷，形成具有所需图案或文字的转移印花纸，然后将这种转移印花纸上有染料的一面与被印织物密合，通过压力作用使染料从纸基上脱离或剥离并将转移印花纸上的图案或文字转印到织物上。

常用的转移印花方法是热压转印法。然而，热压转印法通常仅适用于聚酯纤维织物。一般而言，在热压升华法转移印花工艺中，从转移印花纸转印到织物上的染料不能被纤维全部吸收，总有一部分染料残留在织物表面和纸基上，这成为转移印花工艺得色率较低、印花织物色牢度较差的主要原因。而且，上述转移印花纸及其转移印花工艺无法应用在纯棉、毛、丝和麻等天然纤维织物、以及纤维素纤维等再生纤维织物上。这是由于通常使用水溶性染料如活性染料或弱酸性染料来印染棉、毛、丝和麻等天然纤维织物。然而这种染料也能够与纸基结合，使得印花染料难以从印花纸上转移到纺织品上。

近年来，人们开始尝试采用冷转移印花技术用于天然纤维织物的印花。不同于上述的热转移印花技术，冷转移印花技术在室温或环境温度下进行。

标题为“一种真丝织物的转移印花方法”的中国专利CN1058766C公开了一种湿法转移印花工艺。它首先将真丝织物进行预处理，再进行压印转移印花。所述预处理剂主要由卤化盐类的膨胀剂、阳离子表面活性剂为主要成分的柔软剂和去离子水构成。但这种预处理剂主要作用在于膨化纤维，与本发明提及的螯合吸附剂完全不同。

虽然已知的湿法转移印花工艺能够一定程度地提高转印率，减少转印后转印纸上的染料残留量，但是本领域仍然需要进一步把纸基上残留的染料减到最少，以降低染料残留物对环境的污染同时节约成本。

发明内容

为了解决现有预处理剂和处理方法对天然纤维类织物转印效果不够理想的问题，本发明提供了一种冷转移印花用螯合吸附剂。通过使用由该螯合吸附剂为主要成分构成的前处理液，可以解决这一技术难题。

根据本发明的一个方面，提供了一种冷转移印花用螯合吸附剂，该螯合吸附剂包含：

·大约5-9wt％的聚半乳甘露聚糖干粉；

·大约2-5wt％的季铵化合物；和

·大约86-93wt％的去离子水；

其中wt％基于该螯合吸附剂的总重量计。

除非另有规定，在本文使用的表示成分、反应条件等的所有数值或表达被认为在所有情况下可以用词语“大约”来修饰。

在本申请中公开了许多数值范围。因为这些范围是连续的，所以它们包括了在最小值和最大值之间的每一个值。除了具体实施例以外，在没有另外明确规定的情况下，在本申请中指定的各种数值范围是近似值。

聚半乳甘露聚糖

根据本发明的聚半乳甘露聚糖干粉可以具有至少约1,000，优选至少约2,000，更优选至少约3,000，更优选至少约4,000，进一步优选至少5,000，并且至多约10,000,000，优选至多约5,000,000，更优选至多约3,000,000，更优选至多约1,000,000的数均分子量。适用于本发明的聚半乳甘露聚糖的分子量范围包括上述分子量上限和下限的任意组合。

适用的聚半乳甘露聚糖的具体实例可以包括但不限于，瓜尔胶、刺槐豆胶等。可以使用各种来源的聚半乳甘露聚糖。例如，根据优选的实施方案，该聚半乳甘露聚糖可以购自德国Cognis Company，其商标为LAMEPRINT。

可以使用任何产品形式的聚半乳甘露聚糖，但从容易配制方面考虑，优选使用聚半乳甘露聚糖的干粉，优选pH值为大约7-9的黄棕色粉末。

季铵化合物

在本发明中可以使用各种季铵化合物，包括但不限于十六烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵，及其混合物，和它们相应的氯化物和碘化物。在本发明中，最优选的季铵化合物是十六烷基三甲基溴化铵。

根据一个特别优选的实施方案，该螯合吸附剂包含：

·大约6wt％的聚半乳甘露聚糖干粉；

·大约3wt％的季铵化合物；和

·大约91wt％的去离子水；

其中wt％基于该螯合吸附剂的总重量计。

上述螯合吸附剂能够通过任何合适的方法通过混合上述组分形成。根据本发明的优选具体实施方案，该螯合吸附剂可以通过下述方法制备，包括：

·将所述聚半乳甘露聚糖的干粉与去离子水在反应釜中共混，并在搅拌下升温至大约50℃，在该温度下保持30分钟，形成糊状物；

·将所述季铵化合物缓慢加入到上述糊状物中，在搅拌下升温至65℃，并在该温度下保持2小时；自然冷却至室温，形成所述螯合吸附剂。

上述螯合吸附剂可以在使用前与氢氧化钠和硅酸钠在去离子水中混合配制成冷转移印花用前处理液。可以使用任何合适方法通过混合上述组分形成本发明的前处理液。根据本发明的优选具体实施方案，上述前处理液可以通过如下方法形成，包括：

·将氢氧化钠和硅酸钠与适量的去离子水在容器中混合；

·将上述螯合吸附剂加入容器，并用去离子水调整到100wt％。

因此，根据本发明的另一方面，提供了一种冷转移印花用前处理液，该前处理液包含：

·大约4-16wt％的前述螯合吸附剂；

·10-20wt％的氢氧化钠溶液；

·20-60wt％的硅酸钠溶液；和

·去离子水调整到100wt％，

其中wt％基于该前处理液的总重量计。

上述前处理液在室温25℃下pH为大约12.8，并具有大约2.5的波美度。

在本发明中，优选使用波美度为45的氢氧化钠，即重量百分比浓度为42.02％的氢氧化钠溶液；波美度为40.9的硅酸钠，即重量百分比浓度为38％的硅酸钠溶液。

根据一个特别优选的实施方案，该前处理液包含：

·大约12wt％的前述螯合吸附剂；

·15-18wt％的氢氧化钠溶液；

·40-50wt％的硅酸钠溶液；和

·去离子水调整到100wt％，

其中wt％基于该前处理液的总重量计。

在使用中，将上述前处理液加入冷转移印花机前处理装置的浆槽容器内。将待冷转移印花的织物在输送辊的拖动下，首先经过此浆槽容器内进行浸渍给湿，然后在上下轧辊作用下进行轧液处理。处理后的冷转移印花织物的重量＝织物干重+轧液处理后织物所吸收的前处理液的重量。通常采用轧余率来表征织物的浸湿程度。其中，轧余率＝(织物湿重-织物干重)/织物干重。在本发明中，轧余率通常希望控制在65％±5％。

此外，待冷转移印花的织物也可采用喷液和轧液方式进行前处理液处理，轧余率同样优选控制在65％±5％。

经上述前处理的待冷转移印花织物可以和冷转移印花纸密合，进入冷转移印花机的转印装置，在该装置中在加压轧辊作用下进行转移印花。

通过使用包含本发明的冷转移印花用螯合吸附剂的前处理液，可以达到非常高的染料利用率。而且，在本发明的螯合吸附剂中所使用的聚半乳甘露聚糖能够容易地生物降解，因而非常有利于环境保护。经上海市纺织节能环保中心HB07-185(冷转移印花废水)测试报告表明，本发明生产的冷转移印花用材质在COD、BOD与SS，及色度均达到一级环保标准。

此外，通过使用包含本发明的冷转移印花用螯合吸附剂的前处理液，还可以达到非常高的转移提升率和布上得色率。术语“转移提升率”是指与不使用螯合吸附剂处理织物的情况下纸基在转印后的残余色量相比，使用本发明螯合吸附剂处理织物后纸基在转印后的残余色量降低，即染料的转移率有所提升。术语“布上得色率”不仅指转移印花的直观得色量，还更主要地指布上的最终固色量，即色料与织物结合的利用值。

经本发明前处理液处理的织物对本领域常用的冷转移印花用染料均产生上述有益效果。这些染料例如包括但不限于，β-硫酸酯乙基砜型染料以及三氯嘧啶型染料。根据需要，这类染料可以满足下列要求的一种或多种：(1)高的水溶性；(2)高的储藏稳定性、耐水解性；(3)对纤维有较高的反应性和高固色率；(4)染料-纤维间高的结合稳定性，使用中不易断键褪色；(5)良好的扩散性、匀染性、透染性；(6)良好的牢度，如耐日晒、气候、水洗、摩擦、氯漂等的牢度；(7)未反应的染料及水解染料能容易洗去，不沾色；和(8)良好的染料提升性。

不希望受任何理论束缚，据信本发明的螯合处理剂利用了如下机理：

·物理吸附：在冷转移印花工艺过程中，除了印刷、涂布、和将转印纸上的被印图案转印到纺织品上的过程中施加压力以外，全部过程均涉及物理吸附。此外，织物上浸润的前处理剂中的阳离子化螯合物与阴离子染料之间也存在分子间的物理吸附，即吸附剂和吸附质之间通过分子间力(也称“范德华”力)相互吸引，形成吸附。这样，在室温/环境温度下，被印图案完整地从转移印花纸上转印到各类织物上。据信，本发明螯合处理剂中使用的聚半乳甘露聚糖具有优异的物理吸附性能，从而能够显著提高转移提升率和布上得色率。

·离子交换：离子交换吸附剂与一般吸附剂不同。一般的吸附剂都只有极性吸附剂的功能，本身结构中没有能参与同电解质溶液进行离子交换反应的基团；而离子交换吸附剂既可以离子状态交换吸附，又具极性吸附。在本发明中，通过有机离子的交换，可以软化工艺水质，从而适用于活性染料的配制和应用。

下面，以非限制性实施例来进一步说明本发明。但应注意的是，这些实施例不应视为是对本发明的限制。

具体实施方式

在本申请说明书中，除非另有明确说明，所有份和百分比均基于重量。

测试

转移印花织物最终成品测试均按国家GB18401-2003强制标准执行，其中：

耐水色牢度的测定按GB/T5713标准执行；

耐干摩擦色牢度的测定按GB/T3920标准执行；

耐酸碱汗渍色牢度的测定按GB/T18886标准执行；

耐酸耐碱性的测定按GB/T 9339-2006标准执行；

转移率的测定参照FZ/T01071-1999和J1SL1907-1994进行；

纤维吸附量的测定采用PW-5p-AT自动式吸水速度试验机测定。

通用型冷转移印花用螯合吸附剂的配制工序

将5-9wt％LAMEPRINT DX-6(聚半乳甘露聚糖，购自CognisCompany)干粉和86-93wt％去离子水在反应釜中混合，在搅拌下升温至50℃，在该温度下保持30分钟，形成糊状物。缓慢向糊状物中加入2-5wt％十六烷基三甲基溴化铵，在搅拌下升温至65℃，并在该温度下保持2小时。冷却至室温，形成本发明螯合吸附剂。优选使用聚半乳甘露聚糖的干粉，优选pH值为大约7-9的黄棕色粉末。

将10-20wt％波美度为45的氢氧化钠溶液和20-60wt％波美度为40的硅酸钠溶液与适量去离子水在容器中混合。加入4-16wt％本发明螯合吸附剂，并加入去离子水调整到100wt％，配制成本发明前处理液。前处理液1在25℃时，其pH为12～13，波美度为2.5左右。

实施例1：本发明前处理液1的配制

将6wt％LAMEPRINT DX-6(聚半乳甘露聚糖，购自Cognis Company)干粉和91wt％去离子水在反应釜中混合，在搅拌下升温至50℃，在该温度下保持30分钟，形成糊状物。缓慢向糊状物中加入3wt％十六烷基三甲基溴化铵，在搅拌下升温至65℃，并在该温度下保持2小时。冷却至室温，形成本发明螯合吸附剂A。

将18wt％波美度为45的氢氧化钠溶液和50wt％波美度为40的硅酸钠溶液与适量去离子水在容器中混合。加入12wt％本发明螯合吸附剂A，并加入去离子水调整到100wt％，配制成本发明前处理液1。前处理液1在25℃时，其pH为12.8，波美度为2.5。

实施例2：本发明前处理液2的配制

将8wt％LAMEPRINT DX-6(聚半乳甘露聚糖，购自Cognis Company)干粉和89wt％去离子水在反应釜中混合，在搅拌下升温至50℃，在该温度下保持30分钟，形成糊状物。缓慢向糊状物中加入3wt％十六烷基三甲基溴化铵，在搅拌下升温至65℃，并在该温度下保持2小时。冷却至室温，形成本发明螯合吸附剂B。

将16wt％波美度为45的氢氧化钠溶液和45wt％波美度为40的硅酸钠溶液与适量去离子水在容器中混合。加入10wt％本发明螯合吸附剂B，并加入去离子水调整到100wt％，配制成本发明前处理液2。前处理液2在25℃时，其pH为12.5，波美度为2.5。

实施例3：本发明前处理液3的配制

将16wt％波美度为45的氢氧化钠溶液和45wt％波美度为40的硅酸钠溶液与适量去离子水在容器中混合。加入4wt％本发明螯合吸附剂A、B中任一种，并加入去离子水调整到100wt％，配制成本发明前处理液3。前处理液3在25℃时，其pH～12.2，波美度为2.5。

实施例4：本发明前处理液4的配制

将16wt％波美度为45的氢氧化钠溶液和45wt％波美度为40的硅酸钠溶液与适量去离子水在容器中混合。加入8wt％本发明螯合吸附剂A、B中任一种，并加入去离子水调整到100wt％，配制成本发明前处理液4。前处理液4在25℃时，其pH～12.2，波美度为2.5。

实施例5：性能测试

在本实施例中，分别测试了用本发明前处理液1-4处理的织物的转移率、纤维吸附量、耐水色牢度、耐干摩擦色牢度和耐酸碱汗渍色牢度。

将本发明前处理液1-4分别加入冷转移印花机前处理装置的浆槽容器内。将待冷转移印花的织物(绒布、机织布)在输送辊的拖动下，首先经过此浆槽容器内进行浸渍给湿，然后在上下轧辊作用下进行轧液处理。轧余率控制在65％±5％。

经上述前处理的待冷转移印花织物可以和冷转移印花纸密合，进入冷转移印花机的转印装置，在该装置中在加压轧辊作用下进行转移印花。

将染色后的织物分别进行转移率、纤维吸附量、耐水色牢度、耐干摩擦色牢度和耐酸碱汗渍色牢度测试，其评价结果列于下表1中：

表1.对经处理的织物的性能评价

测试项目		实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
						转移率	绒布	中	良	优	良
机织布	优	良	中	良
					纤维吸附量		绒布	中	良	优	良
机织布	优	良	中	良
						耐水色牢度	绒布	中	良	优	良
机织布	优	良	中	良
					耐干摩擦色牢度		绒布	中	良	优	良
机织布	优	良	中	良
						耐酸碱汗渍色牢度	绒布	中	良	优	良
机织布	优	良	中	良

上述实施例表明，针对不同的织物，适宜使用不同浓度的螯合吸附剂配制成前处理液，应用于冷转移印花。

实施例6：螯合吸附剂浓度的影响

重复实施例1的前处理液配制步骤，不同的是分别使用4wt％、6wt％、8wt％、10wt％、12wt％、14wt％、16wt％和18wt％的螯合吸附剂浓度。分别测试由这些前处理液处理的织物的转移提升率和布上色率。结果列于下表3中。

表2.不同浓度的螯合吸附剂配制前处理的使用效果

测试项目	螯合吸附剂浓度
									4wt％	6wt％	8wt％	10wt％	12wt％	14wt％	16wt％	18wt％
	绒布转移提升率％	16	14	13	11
绒布布上色率％									98	95	92	90
	机织布转移提升率％					53	52	49									42
机织布布上色率％													98	96	91	82

由上表可以发现，针对机织布而言，当前处理液中螯合吸附剂重量百分比含量为12％的情况下，其转移提升率、机织布上得色率最佳，其转移提升率为53％，布上得色率98％左右。

还发现，在前处理液中当螯合吸附剂重量百分比含量≤12％时，其螯合吸附剂重量百分比含量愈高，对纸基的转移提升率愈高，布上得色率也愈高。但前处理液中螯合吸附剂重量百分比含量超过12％后，纸基的转移提升率和布上得色率反而会下降。其结果是：当选取螯合吸附剂重量百分比含量为14％的前处理液时，其转移提升率为52％左右，布上得色率96％左右；当选取螯合吸附剂重量百分比含量为16％的前处理液时，其转移提升率为49％左右，布上得色率91％左右；当选取螯合吸附剂重量百分比含量为18％的前处溶液时，其转移提升率为42％左右，布上得色率82％左右。

此外，我们又发现并不是所有的布种都是对上述配方有相同的效果。其结果是：选用螯合吸附剂重量百分比含量为12％所构成的前处理液，机织布上得色率最佳，其转移提升率为53％左右，布上得色率98％左右；选用螯合吸附剂重量百分比含量为4％所构成的前处理液，绒布上得色率最佳，其转移提升率为16％左右，布上得色率98％左右。

实施例7：与其它类型的螯合吸附剂的比较

在本实施例中，分别使用CMS(羧甲基淀粉钠)、海藻酸钠、LAMEPRINT-DX6(聚半乳甘露聚糖)、十六烷基三甲铵溴化物和CMC(羧甲基纤维素)作为螯合吸附剂。

然后按照配方：

氢氧化钠(45Be)12g/L、

硅酸钠(40Be)28g/L、

上述螯合吸附剂4wt％、

其余为去离子水或蒸馏水配制成前处理液。

在室温25℃，pH为12.8，波美度为2.5条件下，先对被印织物进行给湿轧液处理，再用同样花型的转印纸进行冷转移印花。经三次实验取其均值，其转移率的优良性排序为：

表3.各螯合吸附剂的效果对比

螯合吸附剂原料		效果
						聚半乳甘露聚糖	用量(wt％)	5	6	8	8
转移率(％)	48	49	55	58
					十六烷基三甲基溴化铵		用量(wt％)	2	3	3	4
转移率(％)	33	35	35	36
						羧甲基淀粉纳(CMS)	用量(wt％)	5	10	12	18
转移率(％)	20	22	24	22
					羧甲基纤维素(CMC)		用量(wt％)	3	5	7	11
转移率(％)	22	26	32	40

由上表可以发现：

本发明所采用的聚半乳甘露聚糖比其它种类的螯合吸附剂具有好得多的转印率。

通过类似的试验还表明，本发明所采用的聚半乳甘露聚糖在上色率、纤维吸附量等方面也具有优势。

虽然本发明已经就某些实施方案进行了描述，但是本发明不局限于所公开的具体实施方案或实施例，而是希望覆盖在由所附权利要求书定义的本发明主旨和范围内的全部改进形式。

Claims (10)

1.冷转移印花用螯合吸附剂，包含：

·5-9wt％的聚半乳甘露聚糖干粉；

·2-5wt％的季铵化合物；和

·86-93wt％的去离子水；

其中wt％基于该螯合吸附剂的总重量计。

2.根据权利要求1的螯合吸附剂，包含：

·6wt％的聚半乳甘露聚糖干粉；

·3wt％的季铵化合物；和

·91wt％的去离子水；

其中wt％基于该螯合吸附剂的总重量计。

3.根据权利要求1或2的螯合吸附剂，其中该聚半乳甘露聚糖干粉具有1,000-10,000,000，优选2,000-5,000,000，更优选3,000-3,000,000，再优选4,000-1,000,000的数均分子量。

4.根据权利要求1或2的螯合吸附剂，其中该聚半乳甘露聚糖为非离子型，pH为7-9的黄棕色粉末。

5.根据权利要求1或2的螯合吸附剂，其中该季铵化合物是十六烷基三甲基溴化铵。

6.冷转移印花用前处理液，包含：

·4-16wt％的权利要求1-5任一项的螯合吸附剂；

·10-20wt％的氢氧化钠溶液；

·20-60wt％的硅酸钠溶液；和

·去离子水调整到100wt％，

其中wt％基于该前处理液的总重量计。

7.根据权利要求6的前处理液，包含：

·12wt％的前述螯合吸附剂；

·15-18wt％的氢氧化钠溶液；

·40-50wt％的硅酸钠溶液；和

·去离子水调整到100wt％，

其中wt％基于该前处理液的总重量计。

8.根据权利要求6或7的前处理液，其中氢氧化钠为45波美度，即重量百分比浓度为42.02％的氢氧化钠溶液；硅酸钠为40.9波美度，即重量百分比浓度为38％的硅酸钠溶液。

9.根据权利要求6的前处理液，其中对于针织布和机织布，该螯合吸附剂含量为大约12wt％。

10.根据权利要求6的前处理液，其中对于绒布，该螯合吸附剂含量为大约4wt％。